(57)【要約】【課題】  発光効率を低下させずに応答特性を向上可能な半導体発光素子を提供する。【解決手段】  活性層６の近傍に位置するグレーデッド層５，７は、フリーキャリアに起因する発光の吸収を抑制するため、そのキャリア濃度は低く設定されている（ノンドープ）。また、クラッド層３，９の近傍に位置するグレーデッド層４，８は、活性層６から離れるに従ってキャリア濃度が連続的に増加している。グレーデッド層４，８のクラッド層３，９近傍において、キャリア濃度が連続的に増加しているので、これらの界面において、エネルギーバンドギャップにノッチが生じるのが抑制され、活性層６へのキャリアがスムーズに注入できる。したがって、この半導体発光素子においては、発光効率を低下させることなく、応答特性を向上させることができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のクラッド層と、
前記第１のクラッド層上に形成された第１のグレーデッド層と、                                                                 
前記第１のグレーデッド層上に形成された活性層と、
前記活性層上に形成された第２のグレーデッド層と、
前記第２のグレーデッド層上に形成された第２のクラッド層と、
を備えた半導体発光素子において、
前記第１及び第２のクラッド層は高キャリア濃度を有しており、
前記第１及び／又は第２のグレーデッド層は、それぞれに隣接する前記クラッド層との境界近傍において、キャリア濃度が前記クラッド層に向かうに従って連続的に増加していることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１のクラッド層、前記第１のグレーデッド層、前記第２のグレーデッド層及び前記第２のクラッド層は、それぞれＡｌＧａＩｎＰからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記活性層は、ＧａＩｎＰ及びＡｌＧａＩｎＰを交互に積層してなる多重量子井戸構造を有することを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１及び／又は第２のグレーデッド層は、それぞれに隣接する前記クラッド層との界面において、キャリア濃度及び組成が前記クラッド層と等しく設定されることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード等の半導体発光素子は、Ｐ型半導体とＮ型半導体との間に活性層を備えている。発光ダイオードに順方向バイアス電圧を印加すると、ＰＮ接合間のエネルギー障壁が低くなる。Ｎ型半導体からＰ型半導体に移動した電子は、高エネルギー準位の伝導帯から、低エネルギー準位の価電子帯に遷移し、正孔と再結合する。この遷移に伴って失ったエネルギーは光として外部に放出される。エネルギーバンドギャップが大きいほど、発光波長は短くなる。
【０００３】
従来、活性層におけるキャリアの再結合効率を向上させ、発光効率を向上させるため、活性層はエネルギーバンドギャップが活性層よりも大きなクラッド層によって挟まれる。活性層に多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を用いると、再結合を行うキャリアの井戸層への局在化により再結合確率が向上し、発光効率を向上させることができる。
【０００４】
また、活性層とクラッド層とを直接接触させず、これらの間に組成が連続的に変化したグレーデッド層を設けるものも提案されており、このような半導体発光素子は、例えば、下記特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１２１７９６号公報
【特許文献２】特開２００４−２９７０６０号公報
【特許文献３】特開２００１−１５６３２９号公報
【特許文献４】特開２００４−１１１６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、活性層とクラッド層との間に介在するグレーデッド層がノンドープで形成されている場合には、グレーデッド層のフェルミ準位は禁制帯の中ほどに存在する。高不純物濃度のＰ型クラッド層のフェルミ準位は、価電子帯寄りに存在する。高不純物濃度のＮ型クラッド層のフェルミ準位は、伝導帯寄りに存在する。
【０００６】
すなわち、互いに隣接するノンドープ・グレーデッド層と高濃度クラッド層との境界部分では、これらのフェルミ準位を一致させると、エネルギーバンドのノッチが発生する。Ｐ型クラッド層の場合にはノッチが正孔に対する障壁となり、Ｎ型クラッド層の場合にはノッチが電子に対する障壁となり、いずれの場合も活性層へのキャリアのスムーズな注入が阻害される。この結果、応答特性の低下を招いていた。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、発光効率を低下させずに応答特性を向上可能な半導体発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明に係る半導体発光素子は、第１のクラッド層と、第１のクラッド層上に形成された第１のグレーデッド層と、第１のグレーデッド層上に形成された活性層と、活性層上に形成された第２のグレーデッド層と、第２のグレーデッド層上に形成された第２のクラッド層とを備えた半導体発光素子において、第１及び第２のクラッド層は高キャリア濃度を有しており、第１及び／又は第２のグレーデッド層は、それぞれに隣接するクラッド層との境界近傍において、キャリア濃度がクラッド層に向かうに従って連続的に増加していることを特徴とする。
【０００９】
なお、半導体発光素子における「活性層」とはキャリアの再結合が生じる半導体層のことであり、「クラッド層」とは「活性層」よりもエネルギーバンドギャップが大きい半導体層のことであり、「グレーデッド層」とは、「活性層」と「クラッド層」との間のエネルギーバンドギャップを有してエネルギーバンドギャップが連続的に変化した半導体層のことであり、「キャリア濃度」とは室温における不純物濃度を意味し、「高キャリア濃度」とは５×１０１７ｃｍ−３以上のキャリア濃度を意味することとする。
【００１０】
また、「クラッド層」は、屈折率が低くエネルギーバンドギャップが大きい半導体層であり、せき止め機能（電子と正孔をせき止める機能）及び窓機能（Ｐ型半導体層やＮ型半導体層が一種の窓として働き、活性層で発生した光の自己吸収が少なく、効率よく光を取り出せる機能）を有しているものを意味し、必ずしも活性層に隣接することを要するものではない。
【００１１】
なお、グレーデッド層におけるクラッド層に対する「境界近傍」とは、活性層との境界よりも相対的に近い位置を意味する。
【００１２】
また、半導体発光素子の活性層が多重量子井戸構造である場合の活性層のエネルギーバンドギャップとは、井戸層のエネルギーバンドギャップである事と定義する。
【００１３】
上述の半導体発光素子においては、クラッド層が高キャリア濃度を有しているため、活性層からのキャリアのオーバーフローが抑制される。活性層の近傍はフリーキャリアに起因する発光の吸収を抑制するため、キャリア濃度は低く設定される。活性層とクラッド層の間において介在するグレーデッド層はこれらの間の急激な組成変化を緩和しており、キャリアを効率よく活性層に導く効果があり、発光効率を向上させている。
【００１４】
ここで、グレーデッド層のクラッド層近傍において、キャリア濃度が連続的に増加しているので、エネルギーバンドギャップにノッチが生じるのが抑制され、活性層へのキャリアのスムーズな注入が行われる。したがって、この半導体発光素子においては、発光効率を低下させずに応答特性を向上させることができる。ここでいう「応答特性」とは、電流を注入してから発効するまでの応答速度に加えて、半導体発光素子を駆動する際のスムーズなキャリアの注入を含めて考えることを意味するものとする。
【００１５】
また、第１のクラッド層、第１のグレーデッド層、第２のグレーデッド層及び第２のクラッド層が、それぞれＡｌＧａＩｎＰからなる場合、１０％程度の応答速度改善が得られた。
【００１６】
また、活性層は、ＧａＩｎＰ及びＡｌＧａＩｎＰを交互に積層してなる多重量子井戸構造を有することが好ましく、この場合には、バリア層（ＡｌＧａＩｎＰ）がクラッド層やグレーデッド層と容易に格子整合するため、発光効率が低下しない。
【００１７】
また、第１及び／又は第２のグレーデッド層は、それぞれに隣接するクラッド層との界面において、キャリア濃度及び組成がクラッド層と等しく設定されると、スムーズなキャリア注入を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の半導体発光素子によれば、発光効率を低下させずに応答特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、実施の形態に係る半導体発光素子（発光ダイオード）について説明する。なお、同一要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２０】
図１は実施の形態に係る半導体発光素子の平面図、図２は図１に示した半導体発光素子のＩＩ−ＩＩ矢印線断面図である。
【００２１】
この半導体発光素子１００は、コンタクト層１上に、ＤＢＲ層２、クラッド層３、グレーデッド層４、グレーデッド層５、活性層６、グレーデッド層７、グレーデッド層８、クラッド層９、ＤＢＲ層１０、コンタクト層１１を順次積層してなる。下部のコンタクト層１の下面にはカソード電極Ｅ１が設けられ、上部のコンタクト層１１の上面には中央部が開口したアノード電極Ｅ２が設けられている。コンタクト層１１上には絶縁層２０が形成されている。
【００２２】
アノード電極Ｅ２は、絶縁層２０上に形成され中央部が開口した円環部Ｅ２ａと、絶縁層２０上に形成され円環部Ｅ２ａに電気的に接続された電極パッド部Ｅ２ｂと、円環部Ｅ２ａ上の複数の位置から内側に収束するように延びた複数のコンタクト部Ｅ２ｃを備えている。各コンタクト部Ｅ２ｃ間には開口が形成される。
【００２３】
各半導体層１〜１１の材料、組成、導電型、キャリア濃度（ｃｍ−３）、厚み（ｎｍ）は以下の通りである。なお、表中の「〜」の左側には活性層６に近い場合の値を記載し、右側には活性層６から遠い場合の値を記載し、「／」の左右には交互に積層される２つの半導体層を記載することとする。
【表１】
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【００２４】
詳説すれば、活性層６は、２つの下側のグレーデッド層５，４と、２つの上側のグレーデッド層７，８によって挟まれている。
【００２５】
下側のグレーデッド層５は、活性層６から離れるに従って厚み方向にＡｌ０．３Ｇａ０．２Ｉｎ０．５ＰからＡｌ０．３２５Ｇａ０．１７５Ｉｎ０．５Ｐまで変化し、グレーデッド層４は、厚み方向にＡｌ０．３２５Ｇａ０．１７５Ｉｎ０．５ＰからＡｌ０．３５Ｇａ０．１５Ｉｎ０．５Ｐまで変化し、クラッド層３（Ａｌ０．３５Ｇａ０．１５Ｉｎ０．５Ｐ）に連続している。
【００２６】
グレーデッド層７は、活性層６から離れるに従って厚み方向にＡｌ０．３Ｇａ０．２Ｉｎ０．５ＰからＡｌ０．３２５Ｇａ０．１７５Ｉｎ０．５Ｐまで変化し、グレーデッド層８は、厚み方向にＡｌ０．３２５Ｇａ０．１７５Ｉｎ０．５ＰからＡｌ０．３５Ｇａ０．１５Ｉｎ０．５Ｐまで変化し、クラッド層９（Ａｌ０．３５Ｇａ０．１５Ｉｎ０．５Ｐ）に連続している。
【００２７】
また、ＤＢＲ（Dｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Rｅｆｌｅｃｔｏｒ）層２，１０は多層反射膜であり、これは高屈折率層（Ａｌ０．５ＧａＡｓ）と低屈折率層（Ａｌ０．９８ＧａＡｓ）を交互に積層したものである。また、出射効率の観点から、カソード電極Ｅ１側のＤＢＲ層２の発光波長に対する反射率を、アノード電極Ｅ２側のＤＢＲ層１０の発光波長に対する反射率よりも高くすることが好ましい。
【００２８】
また、活性層６は、ノンドープの多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有しており、フォトルミネッセンスピーク波長は６５０ｎｍである。また、井戸層及びバリア層の厚み及び数は、井戸層５ｎｍ、バリア層５ｎｍで井戸層３層、バリア層２層である。
【００２９】
カソード電極Ｅ１とアノード電極Ｅ２との間に順方向バイアス電圧を印加すると、カソード電極Ｅ１から電子が、アノード電極Ｅ２から正孔が注入され、これらが活性層６内で再結合すると、発光が生じる。
【００３０】
クラッド層３，９はエネルギーバンドギャップが活性層６よりも大きいので、キャリアの閉じ込め効果が高いが、クラッド層３，９は高キャリア濃度（５×１０１７ｃｍ−３以上）を有しているため、クラッド層のフェルミ準位が、価電子帯若しくは伝導帯に近づき、活性層とクラッド層のエネルギー差が大きくなり、活性層６からのキャリアのオーバーフローが抑制される。
【００３１】
活性層６とクラッド層３，９の間において介在するグレーデッド層４，５，７，８は、これらの間の急激な組成変化を緩和しており、キャリアを効率よく活性層に導く効果があり、発光効率を向上させている。
【００３２】
活性層６の近傍に位置するグレーデッド層５，７は、フリーキャリアに起因する発光の吸収を抑制するため、そのキャリア濃度は低く設定されている（ノンドープ）。また、クラッド層３，９の近傍に位置するグレーデッド層４，８は、活性層６から離れるに従ってキャリア濃度が連続的に増加している。グレーデッド層４，８のクラッド層３，９近傍において、キャリア濃度が連続的に増加しているので、これらの界面において、エネルギーバンドギャップにノッチが生じるのが抑制され、活性層６へのキャリアがスムーズに注入できる。したがって、この半導体発光素子においては、発光効率を低下させずに応答特性を向上させることができる。
【００３３】
グレーデッド層４，８のキャリア濃度Ｃ４、Ｃ８は、活性層６とグレーデッド層５，７との界面位置を原点Ｏ、Ｏ’とし、これらの原点から離れる厚み方向距離をｄ、グレーデッド層５，７の厚みをＤ、初期値Ｃ０、係数Ｃとすると、例えば、以下のように示される。
Ｃ４＝Ｃ０＋Ｃ×（ｄ−Ｄ）
【００３４】
ここで、Ｃ０は０．５〜１．０×１０１７ｃｍ−３程度であり、係数Ｃは、０．４から１×１０１６ｃｍ−３／ｎｍ程度である。厚みＤは、２５ｎｍ〜７０ｎｍ程度である。クラッド層のキャリア濃度は１〜２×１０１８ｃｍ−３程度が好ましい。
【００３５】
なお、グレーデッド層に添加するＰ型の不純物としてはＭｇを用いることができる。ＭｇはＺｎよりも拡散定数が小さく、添加時の制御が容易であるという利点がある。また、Ｎ型の不純物としては、Ｓｉを用いた。
【００３６】
なお、グレーデッド層のＡｌＧａＩｎＰ組成が、活性層６の発光波長の光を一定レベル以上吸収する組成の場合には、ノンドープとする。この吸収が少なくなるＡｌＧａＩｎＰ組成からエネルギーバンドギャップが広くなるクラッド層３，９にかけてのグレーデッド層４，８は、ノンドープから徐々にキャリア濃度が増加する。また、グレーデッド層４，８とクラッド層３，９との界面では、これらの層のＡｌＧａＩｎＰ組成及びキャリア濃度が一致し、スムーズなキャリア注入を行うことができる。
【００３７】
キャリアのドープを開始する部位は、活性層６の発光に対して、十分にフリーキャリア吸収が小さくなるようなグレーデッド層の組成（エネルギーバンドギャップＥ）となる部位である。また、キャリアのドープを開始する部位は、ドーパントの活性層６への拡散が問題とならない程度、活性層６から離れた部位（距離Ｄ）である。
【００３８】
エネルギーバンドギャップＥ及び距離Ｄは以下の通りである。
エネルギーバンドギャップＥ＝１．８９〜１．９２ｅＶ
距離Ｄ＝２５ｎｍ〜７０ｎｍ
【００３９】
図３は、図２に示した半導体発光素子の縦断面図（ａ）、厚み方向に対するエネルギーバンドギャップのグラフ（ｂ）、厚み方向に対する不純物濃度（ｃ）のグラフである。なお、この厚みは、下部のコンタクト層１の露出面位置を０とし、積層方向を正とする。なお、不純物濃度は、室温におけるキャリア濃度を示すこととする。
【００４０】
活性層６から連続するグレーデッド層５，７の厚みは４０ｎｍであり、グレーデッド層５，７のエネルギーバンドギャップは活性層６との境界から離れるに従って徐々に大きくなり、活性層６から４０ｎｍ以上離れたグレーデッド層４，８では、その組成を更にクラッド層３，９に近づけている。すなわち、グレーデッド層４，８では、エネルギーバンドギャップを連続的に変化させつつ、不純物濃度をノンドープからクラッド層３，９の不純物濃度まで徐々に変化させている。
【００４１】
この構造により、後述の比較例で示されるグレーデッド層−クラッド層界面に生じるエネルギー準位のノッチが抑制される。本構造を採用することで、光出力を維持した状態で応答速度を向上させることが出来る。また、ノッチが抑制されるため、順方向電圧も低減することができる。
【００４２】
なお、本例では、内側のグレーデッド層５，７のエネルギーバンドギャップの傾斜（厚み方向に対する変化率）は、外側のグレーデッド層４，８のエネルギーバンドギャップの傾斜よりも小さい。
【００４３】
図４は、別の半導体発光素子の縦断面図（ａ）、厚み方向のエネルギーバンドギャップのグラフ（ｂ）、厚み方向の不純物濃度（ｃ）のグラフである。
【００４４】
この半導体発光素子では、内側のグレーデッド層５，７のエネルギーバンドギャップの傾斜は、外側のグレーデッド層４，８のエネルギーバンドギャップの傾斜と等しくしてあり、厚み方向に対して一定である。すなわち、図３に示したものよりも外側のグレーデッド層４，８の厚みを大きくし、エネルギーバンドギャップの厚み方向変化率を緩慢にしてある。
【００４５】
なお、グレーデッド層のエネルギーバンドギャップは、クラッド層に近くなるほど、傾斜が急になるような構造としてもよい。
【００４６】
上述の半導体発光素子のエネルギーバンドギャップについて更に考察する。
【００４７】
図５は、実施の形態に係る半導体発光素子の上側のグレーデッド層７，８の近傍におけるエネルギーバンド図である。
【００４８】
内側のグレーデッド層７、活性層６はノンドープである。一方、外側のグレーデッド層８はグレーデッドドープ（不純物濃度が厚み方向に変化）されている。フェルミ準位ＥＦは活性層６、グレーデッド層７，８、クラッド層９において一致している。伝導帯の下端Ｅｃは、活性層６から離れるに従ってフェルミ準位ＥＦから離隔し、クラッド層９内では一定となる。また、価電子帯の上端Ｅｖは、活性層６から離れるに従ってフェルミ準位ＥＦから離隔し、外側のグレーデッド層８内において若干、フェルミ準位に近づき、クラッド層９内では一定となる。なお、本例ではＰ型不純物としてＺｎを用いる。
【００４９】
後述の比較例では、一点鎖線Ａで示される箇所においてノッチが生じるが、実施の形態に係る半導体発光素子では、ノッチは観察されない。
【００５０】
また、ここでは、Ｐ型のグレーデッド層とクラッド層との界面について説明しているが、Ｎ型のグレーデッド層とクラッド層との界面についても同様である。
【００５１】
また、ＡｌＧａＩｎＰ層を成長させるためにはＭＯＶＰＥ成長装置を用いることができる。
【００５２】
例えば、ＧａＡｓ基板をサセプタにフェイスダウンでセットし、Ｉｎの原料としてＴＭＩ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｉｎｄｉｕｍ）、Ｇａの原料としてＴＭＧ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｇａｌｌｉｕｍ）、Ａｌの原料としてＴＭＡ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ）、Ｐの原料としてＰＨ３（ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）、Ｎ型ドーパントとしてＳｉ２Ｈ６（ｄｉｓｉｌａｎｅ）、Ｐ型ドーパントとしてＺｎ用のＤＥＺ（ｄｉｅｔｈｙｌｚｉｎｃ）又はＭｇ用のＣｐ２Ｍｇ（（ｂｉｓ）ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｙｌｍａｇｎｅｓｉｕｍ）を用いることができる。ＡｌＧａＩｎＰは、標準的には成長温度６５０℃、成長圧力５０Ｔｏｒｒ（６．７×１０３Ｐａ）で作製することができる。
（比較例１）
【００５３】
次に、比較例１について説明する。
【００５４】
図６は、比較例１に係る半導体発光素子の上側のグレーデッド層７，８の近傍におけるエネルギーバンド図である。図７は、比較例１に係る半導体発光素子の縦断面図（ａ）、厚み方向に対するエネルギーバンドギャップのグラフ（ｂ）、厚み方向に対する不純物濃度（ｃ）のグラフである。
【００５５】
比較例１に係る半導体発光素子は、外側のグレーデッド層４，８がノンドープである点のみが上述の実施の形態にかかる半導体発光素子と異なるが、以下、簡単に説明しておく。
【００５６】
比較例１においても、活性層６の近傍は、高濃度ドーピングを行うとフリーキャリア吸収により活性層６での発光が吸収されやすくなるため、ノンドープで形成されている。また、クラッド層９は、活性層６からのキャリアのオーバーフローを抑制する為に、高濃度ドープが行われる。活性層６からＰ型のクラッド層９に延びるグレーデッド層７，８はノンドープで形成されている。
【００５７】
この場合、フェルミ準位ＥＦがグレーデッド層７，８においては、禁制帯の中ほどに存在し、高濃度ドーピングしているＰ型のクラッド層９では、価電子帯の上端Ｅｖ寄りにフェルミ準位ＥＦが形成される。このため、グレーデッド層８とクラッド層９の境界部分では、一点鎖線Ａで示すように、エネルギーバンドのノッチが発生し、これが正孔に対する障壁となり、キャリアのスムーズな注入を阻害する。
【００５８】
すなわち、比較例１に係る半導体発光素子では、活性層６、内側のグレーデッド層７、外側のグレーデッド層８が全てノンドープであり、ノッチが発生し、キャリアのスムーズな流れを妨げ、応答特性の低下や、順電圧の上昇を招いている。
【００５９】
なお、ここではグレーデッド層とＰ型のクラッド層の界面近傍について説明を行ったが、グレーデッド層とＮ型のクラッド層の界面についても同様にノッチが発生する。すなわち、Ｐ型クラッド層の場合にはノッチが正孔に対する障壁となり、Ｎ型クラッド層の場合にはノッチが電子に対する障壁となり、いずれの場合も活性層へのキャリアのスムーズな注入が阻害される。
（比較例２）
【００６０】
図８は、比較例２に係る半導体発光素子の縦断面図（ａ）、厚み方向に対するエネルギーバンドギャップのグラフ（ｂ）、厚み方向に対する不純物濃度（ｃ）のグラフである。本例では、グレーデッド層５，７の代わりに、活性層６の近傍にノンドープ層（Ａｌ０．３Ｇａ０．２Ｉｎ０．５Ｐ）５’，７’を設け、グレーデッド層４，８の代わりに、その外側にＰ型及びＮ型の中間層（Ａｌ０．３２５Ｇａ０．１７５Ｉｎ０．５Ｐ）４’，８’を設けている点が実施の形態のものと異なる。中間層４’，８’のエネルギーバンドギャップは、クラッド層３，９とノンドープ層５’，７’の中間のエネルギーバンドギャップであり、厚み方向に対して一定である。この場合でも、ノッチは解消されず、応答特性の劣化及び順電圧の上昇を招く。
【００６１】
一方、図２に示した実施の形態に係る半導体発光素子では、以下の効果が得られた。
（１）比較例１の半導体発光素子の応答特性の遮断周波数は９０ＭＨｚ程度であったが、実施の形態の半導体発光素子の応答特性の遮断周波数（発光に変化のない周波数から３ｄＢ発光が減衰する周波数）は１００ＭＨｚとなり、１０％程度の応答速度の改善が見られた。
（２）実施の形態の半導体発光素子の光出力低下は殆ど認められなかった。
（３）発光に必要な順方向電圧が比較例１では２．０７Ｖであったが、実施の形態の半導体発光素子を用いた場合、発光に必要な順方向電圧は２．０２Ｖとなり、０．０５Ｖも低下した。
【００６２】
以上、説明したように、実施の形態に係る半導体発光素子では、クラッド層とグレーデッド層との境界で発生していたエネルギーバンドギャップのノッチを無くし、発光効率を低下させることなく、応答特性を向上させることができる。すなわち、上述の例では、（第１の）クラッド層３、（第１の）グレーデッド層４、（第２の）グレーデッド層８及び（第２の）クラッド層９が、それぞれＡｌＧａＩｎＰからなり、１０％程度の応答速度改善が得られている。また、活性層６は、ＧａＩｎＰ及びＡｌＧａＩｎＰを交互に積層してなるＭＱＷ構造を有しており、バリア層（ＡｌＧａＩｎＰ）がクラッド層やグレーデッド層と容易に格子整合するため、発光効率が向上する。なお、半導体発光素子の材料としては他のものも多く知られている。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、半導体発光素子に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施の形態に係る半導体発光素子の平面図である。
【図２】図１に示した半導体発光素子のＩＩ−ＩＩ矢印線断面図である。
【図３】図２に示した半導体発光素子の縦断面図（ａ）、厚み方向に対するエネルギーバンドギャップのグラフ（ｂ）、厚み方向に対する不純物濃度（ｃ）のグラフである。
【図４】別の半導体発光素子の縦断面図（ａ）、厚み方向のエネルギーバンドギャップのグラフ（ｂ）、厚み方向の不純物濃度（ｃ）のグラフである。
【図５】実施の形態に係る半導体発光素子の上側のグレーデッド層７，８の近傍におけるエネルギーバンド図である。
【図６】比較例１に係る半導体発光素子の上側のグレーデッド層７，８の近傍におけるエネルギーバンド図である。
【図７】比較例１に係る半導体発光素子の縦断面図（ａ）、厚み方向に対するエネルギーバンドギャップのグラフ（ｂ）、厚み方向に対する不純物濃度（ｃ）のグラフである。
【図８】比較例２に係る半導体発光素子の縦断面図（ａ）、厚み方向に対するエネルギーバンドギャップのグラフ（ｂ）、厚み方向に対する不純物濃度（ｃ）のグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１…コンタクト層、２…ＤＢＲ層３…クラッド層、４…グレーデッド層、４’…中間層、５…グレーデッド層、５’…ノンドープ層、６…活性層、７…グレーデッド層、８…グレーデッド層、９…クラッド層、１０…ＤＢＲ層、１１…コンタクト層、２０…絶縁層、１００…半導体発光素子、Ａ…ノッチ、Ｅ１…カソード電極、Ｅ２…アノード電極、Ｅ２ａ…円環部、Ｅ２ｂ…電極パッド部、Ｅ２ｃ…コンタクト部。
【図１】
2006245441.tif 000004
【図２】
2006245441.tif 000005
【図３】
2006245441.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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